Ko prevleka PFA deluje v dolgotrajnem -visoko{1}}temperaturnem aerobnem okolju, ki presega nazivno delovno temperaturo, pride do oksidativnega toplotnega staranja na polimerni molekularni verigi. Nenehna oksidacija povzroči prekinitev glavne verige, krhkost-navzkrižnih povezav in obarjanje hlapnih majhnih molekul znotraj prevleke. Zaščitna plast postopoma porumeni, poka in izgublja duktilnost, pri čemer se sila vezi med premazom in podlago močno zmanjša. Medij prodre skozi starajoče se razpoke, da razjeda kovinsko podlago, kar povzroči mehurčke, lokalno luščenje in splošno odpoved proti-korozijske obloge. Staranje zaradi toplotne oksidacije je glavna skrita napaka fluoropolimernih prevlek v delovnih pogojih ogrevanja pri visokih-temperaturah.
1. Mehanizem razgradnje s toplotno oksidacijo jedra
Pri dolgotrajno visokih temperaturah molekule kisika v mediju prodrejo skozi prevleko in napadejo stranske verige etrske vezi in šibke točke molekularnega skeleta PFA. Prosti radikali nastajajo z oksidacijsko reakcijo, ki sproži razcep verige in naključno fragmentacijo dolgih polimernih verig. Del zdrobljenih majhnih molekularnih snovi izhlapi in uide, pri čemer ostanejo medsebojno povezane mikropraznine znotraj prevleke; drugi del je podvržen-reakciji navzkrižnega povezovanja, da postane material tog in krhek. Toplotna obremenitev zaradi ponavljajočega segrevanja in ohlajanja razširi drobne praznine v prodorne razpoke. Kompaktna prvotna struktura prevleke postane ohlapna in porozna, medfazna adhezija s kovinsko podlago pod osmotskim tlakom ne uspe, obloga pa se lušči v ploščah zaradi napak zaradi staranja. Ta poškodba se razlikuje od trenutne toplotne razgradnje zaradi previsoke temperature; gre za počasno kumulativno propadanje, ki ga poganja-dolgotrajna soakcija toplote in kisika.
2. Tipični delovni pogoji, nagnjeni k staranju zaradi termične oksidacije
Ogrevalne cevi tečejo blizu zgornje mejne temperature PFA več mesecev;
Menjajoča se območja na nivoju tekočine, ki so istočasno izpostavljena visoki{0}}temperaturni pari in zraku;
Oprema s slabim odvajanjem toplote, kjer se na površini premaza tvorijo lokalne vroče točke;
Prevleka z nepopolnim sintranjem in obilnimi notranjimi režami, ki pospešujejo infiltracijo kisika;
Zaprti reakcijski rezervoarji z visoko vsebnostjo raztopljenega kisika v krožečem mediju.
3. Ključni dejavniki, ki pospešujejo staranje s toplotno oksidacijo
Dolgotrajno-delovanje nad-temperaturo, ki presega prag-dolgotrajne delovne temperature materiala;
Visoka koncentracija raztopljenega kisika v procesnem mediju, ki povečuje učinkovitost oksidacijske reakcije;
Tanka debelina prevleke ne blokira difuzije kisika v notranjo plast;
Nečiste surovine PFA, ki vsebujejo nestabilne dodatke, dovzetne za oksidativno razgradnjo;
Pogosti termični cikli povečajo širjenje razpok na staranem premazu.
4. Popolna-povezava proti-preprečevanju in nadzoru oksidacijskih ukrepov
① Strogo omejite dolgoročno-delovno temperaturo
Zaklenite srednjo temperaturo znotraj uradnega-območja dolgoročne uporabe PFA; nastavite zaporo pri previsoki temperaturi, da prekinete moč ogrevanja.
② Uporabite proti-oksidacijsko modificirano PFA smolo
Izberite fluoroplastični prah z dodanim visoko{0}}temperaturnim proti-oksidacijskim stabilizatorjem za zadrževanje verižne reakcije prostih radikalov pri segrevanju.
③ Ustrezno povečajte skupno debelino nanosa
Zgostite oblogo, da podaljšate pot prodiranja kisika in upočasnite notranjo stopnjo oksidativnega staranja.
④ Optimizirajte sintranje za izboljšanje kompaktnosti
Izvedite zadostno stopenjsko taljenje in sintranje za ohranjanje toplote, da odstranite notranje praznine in zmanjšate kanale za difuzijo kisika.
⑤ Zmanjšajte raztopljeni kisik v mediju
Namestite naprave za odzračevanje ali dodajte lovilce kisika, da zmanjšate vsebnost kisika v krožeči tekočini in oslabite gonilno silo oksidacije.
5. Kontrastna tabela učinkov proti -staranju po različnih shemah
表格
| Delovni pogoji in postopek nanašanja premaza | Tveganje staranja zaradi toplotne oksidacije | Nasveti za uporabo |
|---|---|---|
| Navadna PFA + dolgotrajna-aerobna storitev pri-visoki temperaturi | Hitro krhko pokanje in luščenje | Prilagodite temperaturne parametre in zamenjajte anti{0}}oksidacijski material |
| Modificiran proti-oksidacijski PFA + nadzor mejne temperature | Znatno podaljša življenjsko dobo premaza | Standardna konfiguracija-visokotemperaturnega ogrevalnega sistema |
| Gosta odebeljena prevleka + srednja deoksigenacija | Minimalna nagnjenost k oksidativni razgradnji | Najprimernejša možnost za aerobno okolje z visoko{0}}visoko temperaturo |
Zaključek
Toplotno oksidacijsko staranje prevleke iz PFA povzroči zlom-molekularne verige, ki ga povzroči kisik, in strukturno rahljanje pod dolgotrajno visoko temperaturo. Glavna strategija preprečevanja je izogibanje trajnemu delovanju pri previsoki temperaturi, sprejetje modificiranih surovin,-odpornih na oksidacijo, izboljšanje kompaktnosti premaza, da se prepreči prodiranje kisika, in zmanjšanje raztopljenega kisika v mediju. S standardizacijo proizvodnega sintranja, omejitvami delovnih parametrov in nadzorom srednje kakovosti se je mogoče učinkovito izogniti prezgodnji odpovedi obloge iz PFA zaradi termično oksidativnega staranja.
